离子注入工艺介绍
离子注入是一种掺杂技术，通过在真空中将特定元素的离子高速轰击至半导体材料（通常是硅片）中，从而精确、可控地改变其电学性能。它是现代集成电路制造中不可或缺的关键步骤。一、离子注入的目的与作用简单来说，离子注入的目的就是在指定的区域，精确地掺入特定种类和数量的杂质原子，从而形成所需的N型或P型半导体区。这些区域共同构成了晶...
2026.02.10
离子注入是一种掺杂技术，通过在真空中将特定元素的离子高速轰击至半导体材料（通常是硅片）中，从而精确、可控地改变其电学性能。它是现代集成电路制造中不可或缺的关键步骤。
一、离子注入的目的与作用
简单来说，离子注入的目的就是在指定的区域，精确地掺入特定种类和数量的杂质原子，从而形成所需的N型或P型半导体区。这些区域共同构成了晶体管、二极管、电阻等所有集成电路元器件的基础。
核心作用包括：
1、形成源极/漏极
在MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管，最主流的晶体管）中，通过高浓度注入形成N+（对于NMOS）或P+（对于PMOS）区域。
2、调整阈值电压
在晶体管沟道区域进行低剂量注入，以精确控制晶体管的开启电压。
3、形成阱区
在衬底上形成与衬底导电类型相反的区域（如P阱或N阱），用于隔离不同类型的晶体管。
4、形成隔离区
注入氧离子以形成SOI（绝缘体上硅），或注入高剂量杂质以形成pn结隔离。
5、降低接触电阻
在金属与半导体接触的区域进行高浓度注入，形成欧姆接触。
二、离子注入与热扩散的对比
在离子注入技术成熟之前，主要使用热扩散进行掺杂。两者对比如下：
三、基本工艺流程及关键技术参数
1、基本工艺流程
2、关键技术参数
剂量：单位面积硅片注入的离子数量（ions/cm²）。直接决定掺杂浓度。
能量：离子加速电压（keV 到 MeV）。决定注入深度。能量越高，离子穿透越深。
注入角度：为避免离子沿硅晶格通道长驱直入（沟道效应，导致深度不可控），通常让硅片倾斜（如7°）并旋转进行注入。
束流：离子束的电流大小。高剂量注入需要大束流以提高生产效率。
四、光刻胶的选择至关重要
在离子注入工艺中，选择合适的光刻胶做掩膜需要综合考量光刻胶类型、工艺参数、图形CD、材料特性及工艺兼容性。离子注入能量和剂量直接影响光刻胶厚度选择及耐温性(高剂量注入需耐受200℃及以上高温以避免碳化)。
材料特性上需兼顾热稳定性、抗化学腐蚀和机械强度。此外，光刻胶需与设备光源波长匹配，厚胶需优化曝光参数以减少缺陷，并确保显影和去胶工艺兼容。
我司可以为您精准提供最适合的光刻胶，常用的光刻胶列表如下：
AZ5214：高分辨率正胶，耐刻蚀，垂直性好，可反转成负胶，适用于干法刻蚀、lift-off、离子注入等工艺；
AZ10XT：高分辨率厚的DNQ类型的正性光刻胶，侧壁轮廓垂直，高深宽比，单涂层厚度从4.0到>20微米，适用于电镀、离子注入或干法刻蚀/RIE等工艺；
NLOF5510：紫外负性剥离光刻胶，分辨率最高可达0.25微米，大于200℃时仍具有热稳定性，兼容TMAH显影液，适用于lift-off、干法刻刻蚀或离子注入工艺；
RDPI-10-1408：化学放大型国产高分辨率I线正性光刻胶，可用于薄胶快速暴光，低驻波效应，垂直度>85°，适用于集成电路PAD工艺，或高能离子注入工艺等；
RDNI-10-1509：化学放大型紫外负性剥离光刻胶，分辨率最高可达0.4μm，兼容碱性显影液显影，易去胶，适用于lift-off工艺实现金属和电介质图形化，制作集成电路PAD工艺或高能离子注入工艺等；
RDPI-15-0248：I线正性光敏聚酰亚胺胶，具有高分辨率、高耐热性和高绝缘性等优点，兼容普通的碱性显影液，适用于微纳加工及其他微电子应用，例如：集成电路的表面钝化层、离子注入掩蔽层、应力缓冲保护层、倒装芯片安装，以及先进封装等领域。
离子注入是一种掺杂技术，通过在真空中将特定元素的离子高速轰击至半导体材料（通常是硅片）中，从而精确、可控地改变其电学性能。它是现代集成电路制造中不可或缺的关键步骤。一、离子注入的目的与作用简单来说，离子注入的目的就是在指定的区域，精确地掺入特定种类和数量的杂质原子，从而形成所需的N型或P型半导体区。这些区域共同构成了晶...
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